内容发布更新时间 : 2024/12/23 19:43:37星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
4.2同步触发器
在数字系统中，为使各部件协调动作，常常要求某些部件同时动作。为此需要引入控制信号，只有控制信号到达时，这些部件的输出才按输入信号状态而改变，这种控制信号习惯上叫同步信号。在数字电路的分析中，通常将控制信号叫做时钟脉冲，简称时钟，用CP(Clock Pulse)表示。
实际使用中，时钟信号必须是高频率稳定度的信号。
能被时钟信号控制的触发器统称为钟控触发器，后面介绍的触发器均为钟控触发器。与基本RS触发器那样的直接置位、复位触发器是有区别的。
本节介绍钟控触发器的两种基本形式：同步RS触发器和同步D触发器。 4.2.1
同步RS触发器
1．电路结构及工作原理
同步RS触发器是在基本RS触发器的基础上增加两个钟控门(G3，G4)实现的，同步RS触发器的电路结构如图4-2-1(a)所示。
当CP＝0时，G3，G4被封锁，SD＝1，RD＝1，所以不论输入信号S、R如何变化，都不会影响触发器的输出状态。
当CP＝l时，G3，G4开放，输入信号S、R通过门G3, G4作用到基本RS触发器的输入端，使触发器的输出状态随输入信号S、R的改变而变化。
可见同步RS触发器的翻转时刻由CP控制，CP上升沿至CP＝1的整个期间可接收输入 信号。
图4-2-1(b)所示是同步RS触发器的逻辑符号。 2.同步
RS触发器逻辑功能的描述
(1)特性表及状态图
由于CP＝l时，输入信号S、R分别与基本RS触发器的输入SD，RD反相，所以只要将表4-l-2的输入值取反，再加上钟控信号的作用，就可以得到同步RS触发器的特性表，
如表4-2-l 所示。
表中Q是CP来到之前，触发器的原态；Qn
n?1是 CP来到之后，触发器的次态；S、R是
CP到达时，触发器的输入值。且规定在CP＝l期间S、R保持不变。
由表4-2-l可画出同步RS触发器的状态图，如图4-2-2所示。
(2)特性方程
同得到特性表的方法类似，在CP＝1时，将输入信号SD＝S，RD＝R代人基本RS触发器的特性方程，就可以得到同步RS触发器的特性方程。
n?1nQ?S?RQ (4—2—1) SR?0 其中，SR＝0为需满足的约束条件。
当然也可以由表4-2-l填得次态Q程。
(3)波形图
n?1“的卡诺图, 进而得到同步RS触发器的特性方
[例4—2—1]同步RS触发器；其输入CP、S、R的波形如图4-2-3所示，试画出输出Q 的波形。设触发器的初始状态为“1”态，且忽略门的传输延迟时间。
n+1
解输出Q、Q非的波形如图4-2-3所示。
由图4-2-3可见同步RS触发器的翻转时刻由CP控制，CP上升沿至CP＝l的整个期间可以接收输入信号，在CP＝l期间，触发器的输出状态随输入信号的改变而变化。即触发器的输出状态转换发生在CP＝1期间，高电平起触发作用，故属于电平触发方式。 4.2.2
同步D触发器
1．电路结构
为了从根本上避免同步，RS触发器的输入S、R同时为“l”的情况出现，可在同步RS触发器的输入S和R之间接一非门，信号只从S端输入，并改称S端为D端，如图4-2-4(a)所示。这种单端输入的触发器称为同步D触发器(或称D锁存器)。它的逻辑符号如图4-2-4(b)所示。
2．同步D触发器逻辑功能的描述 (1)特性表及状态图
由同步D触发器电路结构可知： CP＝0时，触发器保持现态不变。
CP＝1时，若D＝l，则Q＝1；若D＝0，则Q
同步D触发器的特性表如表4-2-2所示。
n+1
n+1
= 0。
对同步D触发器来说，CP＝1时，将输人数据存人触发器；CP＝0时，保持该数据不变。只有下一个CP来到时，才能改变原存数据。它也要求CP=l时D保持不变。
由表4-2-2可画出同步D触发器的状态图，如图4-2-5所示。
(2)特性方程
由特性表可以直接列出同步D触发器的特性方程。 Q＝D (4-2-2) (3)波形图
[例4-2-2]同步D触发器，其输入CP、D的波形如 图4-2—6所示，试画出输出Q的波形。设触发器的初始状态为“0”态，且忽略门的传输延迟时间。
n+1
解： 输出Q的波形如图4-2-6所示。
由图可见，同步D触发器的翻转时刻由CP控制，CP上升沿至CP＝l的整个期间可接收输入信号。在CP＝l期间，触发器的输出状态随输入信号的改变而变化。即触发器的输出状态转换发生在CP＝1期间，高电平起触发作用，故也属于电平触发方式。 4.2.3
同步触发器的空翻现象
上述同步触发器在CP高电平期间，触发器都可以接收输入信号而翻转。因此，同步触发器也称为电平触发型触发器。
这种触发器在CP＝1期间，如果输入信号发生多次变化，输出状态也会发生多次翻转，如 图4-2-7所示。如果窄的正脉冲是干扰，就会使输出端作出错误的翻转。这种在CP＝1期间，因输入信号发生变化而引起输出状态的翻转，称为触发器的空翻。